JP2014090160A - Solar cell module - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、太陽電池モジュールに関する。 The present invention relates to a solar cell module.
近年、自然エネルギーを利用する発電システムである太陽光発電の普及が急速に進められている。太陽光発電をするための太陽電池モジュールは、複数の太陽電池セルを隣接して配置し、各太陽電池セルを電気的に接続して電力を取り出している。
このような太陽電池セル同士を電気的に接続する配線は、受光面側に露出していると受光面積が減ってしまう。このため、太陽電池セルの受光面と反対側の表面に接続電極を形成し、これらの接続電極を配線するための配線シート上に、接続部材を介して太陽電池セルを接続したバックコンタクト方式の接続構造が提案されている。接続部材としては、例えば、半田や銀ペーストなどが用いられる。
従来、このようなバックコンタクト方式の太陽電池モジュールに用いる配線シートは、配線の際に、接続部材が隣接する配線パターン上に侵入しないように、加熱された接続部材の移動を阻止するとともに、配線間を絶縁する絶縁層が設けられている。
例えば、特許文献1に記載の太陽電池裏面回路シートは、絶縁基材上に形成された回路層の側面および上面の外縁部を被覆する絶縁保護層が設けられ、この絶縁保護層から露出する回路層上に、接続部材を介して、太陽電池セルを接続することができる。
この太陽電池裏面回路シートの絶縁保護層としては、ソルダーレジストが用いられている。
In recent years, solar power generation, which is a power generation system using natural energy, has been rapidly spread. In a solar battery module for photovoltaic power generation, a plurality of solar battery cells are arranged adjacent to each other, and each solar battery cell is electrically connected to take out electric power.
If such wiring for electrically connecting the solar cells is exposed to the light receiving surface, the light receiving area is reduced. For this reason, a back contact system in which a connection electrode is formed on the surface opposite to the light receiving surface of the solar battery cell, and the solar battery cell is connected via a connection member on a wiring sheet for wiring these connection electrodes. A connection structure has been proposed. As the connection member, for example, solder or silver paste is used.
Conventionally, the wiring sheet used for such a back contact type solar cell module prevents the movement of the heated connecting member so that the connecting member does not enter the adjacent wiring pattern at the time of wiring. An insulating layer is provided to insulate them.
For example, the solar cell back surface circuit sheet described in
A solder resist is used as the insulating protective layer of the solar cell back surface circuit sheet.
しかしながら、上記のような従来技術には、以下のような問題があった。
特許文献1に記載の太陽電池裏面回路シートのように配線に対する絶縁保護層をソルダーレジストによって形成する場合、ソルダーレジストが高価であるため、太陽電池モジュールの部品コストが高くなるという問題がある。
太陽電池モジュールは、モジュールラミネートを行って製造するため、このモジュールラミネート工程で、例えば、125℃〜160℃の温度で15分〜30分程度加熱されることになる。
特許文献1のソルダーレジストによる絶縁保護層は、ソルダーレジストを印刷後、熱架橋するため、例えば、120℃〜160℃の温度で20分〜60分程度加熱する工程が必要となる。
したがって、特許文献1に記載の技術では、このような余分な加熱工程が入るため、太陽電池モジュールを構成する素材(材料)の熱劣化が進んだり、熱収縮による寸法安定性が悪くなったりする可能性があるという問題もある。
また、太陽電池モジュールを構成する場合、太陽電池セルを水分やガスから保護するため、例えば、エチレン・酢酸ビニル共重合樹脂(EVA樹脂)などの透光性樹脂からなる封止材を用いて、太陽電池セルを封止した構成が採用される。この封止材は、可撓性を有しており、太陽電池モジュールに加わる外力による衝撃を緩和する保護層としての機能も有している。このため、封止材には衝撃の緩和に必要な機械的特性を満足するための厚さが必要である。一方、ソルダーレジストからなる絶縁保護層は、封止材に比べて硬いため、衝撃の緩和機能はほとんどない。
このように、従来技術の太陽電池モジュールは、それぞれ異なる機能を有する絶縁保護層と封止材とをともに備える必要があるため、製造コストや部品コストが高価についてしまうという問題がある。また、太陽電池モジュールの厚さが絶縁保護層の分だけ厚くなってしまうという問題がある。
However, the prior art as described above has the following problems.
When the insulating protective layer for the wiring is formed with a solder resist like the solar cell back surface circuit sheet described in
Since the solar cell module is manufactured by performing module lamination, in this module lamination step, for example, the solar cell module is heated at a temperature of 125 ° C. to 160 ° C. for about 15 to 30 minutes.
Since the insulating protective layer by the solder resist of
Therefore, in the technique described in
Further, when constituting a solar cell module, in order to protect the solar cells from moisture and gas, for example, using a sealing material made of a translucent resin such as ethylene-vinyl acetate copolymer resin (EVA resin), The structure which sealed the photovoltaic cell is employ | adopted. This sealing material has flexibility, and also has a function as a protective layer that alleviates an impact caused by an external force applied to the solar cell module. For this reason, the sealing material needs to have a thickness that satisfies the mechanical properties necessary for mitigating the impact. On the other hand, since the insulating protective layer made of a solder resist is harder than the sealing material, there is almost no impact mitigating function.
Thus, since the solar cell module of a prior art needs to be equipped with the insulation protective layer and sealing material which each have a different function, there exists a problem that manufacturing cost and parts cost will be expensive. In addition, there is a problem that the thickness of the solar cell module is increased by the insulating protective layer.
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであって、構成が簡素となり、製造工数を低減することができる太陽電池モジュールを提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of such a subject, Comprising: A structure becomes simple and it aims at providing the solar cell module which can reduce a manufacturing man-hour.
上記の課題を解決するために、本発明の第1の態様に係る太陽電池モジュールは、表面に配線パターンが形成された配線シートと、発電するための光を受光する受光面と、該受光面と反対側の表面に形成された配線用の接続電極とを有し、該接続電極が導電性を有する接続部材を介して、前記配線シートの前記配線パターン上に接続された太陽電池セルと、前記太陽電池セルの前記受光面および前記配線シートを覆う範囲に配置された、光透過性を有する透光性基板と、少なくとも前記配線シートの前記配線パターンが形成された表面から前記太陽電池セルの前記接続電極が形成された表面までの間の層状の空間に充填された電気絶縁性を有する裏面側封止部と、前記裏面側封止部および前記太陽電池セルの前記受光面上に密着して積層されるとともに前記透光性基板に密着された光透過性を有する受光面側封止部とを備え、前記裏面側封止部と前記受光面側封止部とによって、前記配線シートと前記透光性基板との間で前記太陽電池セルが封止されている構成とする。 In order to solve the above problems, a solar cell module according to a first aspect of the present invention includes a wiring sheet having a wiring pattern formed on a surface thereof, a light receiving surface that receives light for power generation, and the light receiving surface. A connection electrode for wiring formed on the surface opposite to the surface, and the connection electrode is connected to the wiring pattern of the wiring sheet via a connection member having conductivity; and A light transmissive substrate disposed in a range covering the light receiving surface of the solar battery cell and the wiring sheet, and at least the surface of the wiring battery sheet from the surface on which the wiring pattern is formed. The backside sealing portion having electrical insulation filled in a layered space up to the surface on which the connection electrode is formed, and the backside sealing portion and the light receiving surface of the solar battery cell are in close contact with each other Stacked And a light-receiving surface side sealing portion having light transmittance closely attached to the light-transmitting substrate, and the wiring sheet and the light-transmitting property are formed by the back surface-side sealing portion and the light-receiving surface side sealing portion. It is set as the structure by which the said photovoltaic cell is sealed between board | substrates.
上記太陽電池モジュールにおいて、前記裏面側封止部は、前記受光面側封止部よりも電気抵抗率が大きい構成としてもよい。 The said solar cell module WHEREIN: The said back surface side sealing part is good also as a structure with a larger electrical resistivity than the said light-receiving surface side sealing part.
上記太陽電池モジュールにおいて、前記裏面側封止部にフィラーが添加されている構成としてもよい。 The solar cell module may be configured such that a filler is added to the back side sealing portion.
上記太陽電池モジュールにおいて、前記フィラーの平均粒径が、5μm以上150μm以下である構成としてもよい。 In the solar cell module, the filler may have an average particle size of 5 μm or more and 150 μm or less.
上記太陽電池モジュールにおいて、前記裏面側封止部は、オレフィン系樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、およびシリコーン樹脂のうちから選択された1以上の樹脂を含む材料で形成された構成としてもよい。 The said solar cell module WHEREIN: The said back surface side sealing part is good also as a structure formed with the material containing 1 or more resin selected from olefin resin, polyvinyl butyral resin, and silicone resin.
上記太陽電池モジュールにおいて、前記裏面側封止部は、光吸収性または光反射性を有する顔料が添加された材料で形成され、これにより前記配線パターンが前記受光面側から視認できないようになっている構成としてもよい。 In the solar cell module, the back surface side sealing portion is formed of a material to which a pigment having a light absorbing property or a light reflecting property is added, so that the wiring pattern cannot be visually recognized from the light receiving surface side. It is good also as composition which has.
本発明の太陽電池モジュールによれば、封止部の一部を構成する裏面側封止部によって、配線部を覆って電気絶縁を行うため、構成が簡素となり製造工数を低減することができるという効果を奏する。 According to the solar cell module of the present invention, the back side sealing portion that constitutes a part of the sealing portion covers the wiring portion and performs electrical insulation, so that the configuration is simplified and the number of manufacturing steps can be reduced. There is an effect.
以下では、本発明の実施形態の太陽電池モジュールについて添付図面を参照して説明する。
図1は、本発明の実施形態の太陽電池モジュールの概略構成を示す模式的な断面図である。なお、図1は、模式図のため、寸法や形状は誇張されている(以下の図面も同じ)。
Below, the solar cell module of embodiment of this invention is demonstrated with reference to an accompanying drawing.
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a schematic configuration of a solar cell module according to an embodiment of the present invention. In addition, since FIG. 1 is a schematic diagram, the dimension and the shape are exaggerated (the following drawings are also the same).
図1に示すように、本実施形態の太陽電池モジュール50は、発電のための光を受光する受光面6bと反対側の裏面6c側に配線用の複数の接続電極6aとが設けられた太陽電池セル6と、太陽電池セル6を配線する配線シート4と、配線シート4および太陽電池セル6上に積層されて太陽電池セル6を封止する封止部5と、封止部5上に積層された透光性基板7と、配線シート4に対して封止部5と反対側に積層された保護層1とを備える。
As shown in FIG. 1, the
太陽電池セル6は、受光面6bから入射した光を光電変換して発電を行うもので、裏面6cに接続電極6aが設けられたバックコンタクト方式の太陽電池セルである。なお、図1は模式図のため、図示を簡略化しているが、接続電極6aの個数は、2以上の適宜個数を必要に応じて設けることができる。
また、太陽電池セル6の個数は特に限定されず、1個以上の適宜数を配置することができる。本実施形態では、図示略の太陽電池セル6が図1の紙面奥行き方向にも間隔をあけて並列配置されており、平面視では2方向に沿う格子状に配列されている。
太陽電池セル6の平面視形状は、特に限定されず、例えば、矩形や適宜の多角形の形状を採用することができる。
The
Moreover, the number of the
The planar view shape of the
配線シート4は、シート基材2と、配線部3(配線パターン)とを備える。
The
シート基材2は、厚さ方向の一方の表面である配線面2bにおいて配線部3を支持する部材である。
シート基材2の他方の表面である裏面2aには、保護層1が密着して接合されている。
シート基材2の材質としては、後述するラミネート時の加熱温度に耐える耐熱性と、電気絶縁性を有する樹脂フィルムを採用することができる。シート基材2に好適なフィルム材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)やポリエチレンナフタレート(PEN)等の延伸ポリエステルフィルムや、ポリイミドフィルムを挙げることができる。
The
The
As the material of the
配線部3は、太陽電池セル6を配線するための適宜のパターンに成形された薄層の導電部材によって形成されている。シート基材2との固定方法は、例えば、2液硬化型の接着剤を介した接着などを採用することができる。
配線部3は、少なくとも太陽電池セル6の接続電極6aと接続する部位では、接続電極6aの外径よりも広い幅を有している。
配線部3に用いる導電部材としては、加工性に優れるとともに低コストである銅箔、アルミニウム箔等の金属箔が好適である。
また、金属箔以外にも、金属粒子を含有することで導電性を持たせた導電プラスチックフィルムや導電ペースト等も用いることも可能である。
配線部3のパターニング方法としては、導電部材の種類に応じて周知のパターニング方法を採用することができる。例えば、金属箔の場合、例えば、打ち抜き加工やエッチングが可能である。導電性プラスチックフィルムの場合は、打ち抜き加工が可能である。また、金属ペーストの場合、印刷によるパターニングが可能である。
The
The
As the conductive member used for the
In addition to the metal foil, it is also possible to use a conductive plastic film, a conductive paste, or the like that has conductivity by containing metal particles.
As a patterning method of the
太陽電池セル6の接続電極6aと、配線シート4の配線部3とは、接続部材9によって電気的に接続されている。
接続部材9の材質は、導電性を有していれば特に限定されないが、例えば、半田ベーストや銀ペーストなどを採用することができる。
The
The material of the connecting
封止部5は、裏面側封止部5Aと、受光面側封止部5Bとを備える。
裏面側封止部5Aは、少なくとも配線シート4の配線部3が形成されたシート基材2の配線面2bから太陽電池セル6の接続電極6aが形成された裏面6cまでの間の層状の空間に充填されており、電気絶縁性を有する材料からなる。
裏面側封止部5Aは、充電部を構成する配線部3、接続電極6a、接続部材9、密着される。このため、裏面側封止部5Aの電気絶縁性は、これら充電部が短絡しない程度の電気絶縁性が必要である。裏面側封止部5Aの好ましい電気絶縁性は、従来、プリント基板や太陽電池モジュールにおいて絶縁保護層として用いられているソルダーレジストと同等以上である。
裏面側封止部5Aの電気絶縁性の好ましい数値範囲は、電気抵抗率(体積固有抵抗値)で1013Ωcm以上である。
また、裏面側封止部5Aに用いる材料は、加熱時に軟化しやすい材料であることが好ましい。例えば、150℃に加熱したとき貯蔵弾性率E’が、103Pa〜107Pa程度であることが好ましい。
The sealing
5 A of back surface side sealing parts are the layered space between the
The back surface
A preferable numerical range of electrical insulation of the back surface
Moreover, it is preferable that the material used for back surface
裏面側封止部5Aの材質としては、このような電気絶縁性を有する樹脂材料単体、もしくは樹脂材料に顔料やフィラー等の添加物を添加した複合材料を採用することができる。
裏面側封止部5Aに好適な樹脂材料の例としては、エチレン・酢酸ビニル共重合体(EVA)(電気抵抗率;1013Ωcm)を挙げることができる。
またEVA以外の例としては、例えば、エチレン・メタアクリル酸共重合体(EMAA)(電気抵抗率;1017Ωcm)、エチレン・アクリル酸共重合体(EAA)、アイオノマー(電気抵抗率;1016Ωcm)、例えばポリプロピレン(電気抵抗率;1016Ωcm)などを含むオレフィン系樹脂、ポリビニルブチラール(PVB)、シリコーン樹脂(電気抵抗率;1014Ωcm)等を挙げることができる。
これらの樹脂材料は、いずれもEVAよりは電気抵抗率が大きく、より良好な電気絶縁性が得られるため、より好ましい材料である。
また、これらの樹脂材料は、酢酸などの配線を腐食するおそれのある物質が生成されないため、耐久性を向上することができるためより好ましい。
また、例えば、ソルダーレジストに比べて安価に入手することが可能である。
ここで、電気抵抗率は、各樹脂材料のうちの適宜グレードの数値例を参考に記載したものである。
As the material of the back surface
As an example of a resin material suitable for the back
Examples other than EVA include, for example, ethylene / methacrylic acid copolymer (EMAA) (electrical resistivity: 10 17 Ωcm), ethylene / acrylic acid copolymer (EAA), ionomer (electrical resistivity; 10 16 Ωcm), for example, olefin resins including polypropylene (electrical resistivity: 10 16 Ωcm), polyvinyl butyral (PVB), silicone resin (electrical resistivity: 10 14 Ωcm), and the like.
All of these resin materials are more preferred because they have a higher electrical resistivity than EVA and can provide better electrical insulation.
In addition, these resin materials are more preferable because a substance that may corrode wiring such as acetic acid is not generated and durability can be improved.
Further, for example, it can be obtained at a lower cost than a solder resist.
Here, the electrical resistivity is described with reference to numerical examples of appropriate grades among the resin materials.
裏面側封止部5Aとして複合材料を用いる場合、添加物として顔料を用いると、裏面側封止部5Aを着色することができるため好ましい。
裏面側封止部5Aは、配線部3を覆うように充填されるため、裏面側封止部5Aが着色されていると、透光性基板7側から見たときに配線部3が見えなくなり、太陽電池モジュール50の外観が良好となる。
添加する顔料の種類、色は、裏面側封止部5Aに必要な電気抵抗率が得られれば、特に限定されず、適宜の種類、色を採用することができる。
例えば、白色顔料としては、酸化チタン、硫酸バリウムが好適である。これらの白色顔料の添加量としては、0.5重量%以上20重量%以下が好ましい。
白色顔料が0.5重量%未満であると、配線部3を十分に隠蔽することができないおそれがある。
白色顔料が20重量%を超えると、裏面側封止部5Aにおいて顔料の占める量が多くなりすぎて、被着体への接着性が低下したり、部品コストが増大したりしてしまう。
例えば、黒色顔料としてカーボンブラック等が好適である。黒色顔料の添加量も、配線部3に対する隠蔽性、電気絶縁性、接着性等を考慮して、適宜の添加量を決めることができる。黒色顔料は、白色顔料に比べて隠蔽性に優れるため、添加量が0.1重量%以上であれば、十分な隠蔽性が得られる。
特に黒色顔料としてカーボンブラックを用いる場合の添加量としては、0.1重量%以上10重量%以下が好ましい。
カーボンブラックが0.1重量%未満であると、配線部3を十分に隠蔽することができないおそれがある。
カーボンブラックが10重量%を超えると、カーボンブラックの導通性により裏面側封止部5Aとしての電気抵抗率が低くなりすぎて、十分な電気絶縁性を持たせることができないおそれがある。
When using a composite material as the back
Since the back surface
The kind and color of the pigment to be added are not particularly limited as long as the electrical resistivity necessary for the back surface
For example, titanium oxide and barium sulfate are suitable as the white pigment. The amount of these white pigments added is preferably 0.5% by weight or more and 20% by weight or less.
If the white pigment is less than 0.5% by weight, the
If the white pigment exceeds 20% by weight, the amount of the pigment in the back-
For example, carbon black or the like is suitable as the black pigment. The addition amount of the black pigment can also be determined in consideration of concealability, electrical insulation, adhesiveness, etc. with respect to the
In particular, when carbon black is used as the black pigment, the amount added is preferably 0.1% by weight or more and 10% by weight or less.
If the carbon black is less than 0.1% by weight, the
If the carbon black exceeds 10% by weight, the electrical resistivity of the back surface
なお、裏面側封止部5Aとして複合材料を用いる場合、例えば、強度を向上したり、電気抵抗率を向上したりするために、顔料以外のフィラーを添加することも可能である。 In addition, when using a composite material as 5 A of back surface side sealing parts, it is also possible to add fillers other than a pigment, for example, in order to improve an intensity | strength or an electrical resistivity.
裏面側封止部5Aに添加するフィラーとしては、例えばアクリルなどの樹脂フィラー、シリカなどの無機フィラー等の電気絶縁性を備えたフィラーの例が挙げられる。
このようなフィラーは、裏面側封止部5Aの電気絶縁性および膜厚を保つスペーサとして機能する。このため、ラミネートにより太陽電池セル6を封止する際に裏面側封止部5Aの膜厚が薄くなりショートするといった不良を防ぐことができる。
フィラーの大きさとしては、裏面側封止部5Aの膜厚以下であって、平均粒径が、5μm以上150μm以下であることが好ましい。なお粒子径分布は、例えばレーザー回折法を用いて測定される。
Examples of the filler added to the back surface
Such a filler functions as a spacer that maintains the electrical insulation and film thickness of the back surface
The size of the filler is preferably equal to or smaller than the film thickness of the back surface
裏面側封止部5Aの厚さは、30μm以上450μm以下であることが好ましい。また、この範囲では、厚さが薄い方が、接続部材9の使用量が低減されるため、より好ましい。
裏面側封止部5Aの厚さが30μm未満であると、配線面2bと配線部3との段差が埋められず、隙間が生じたり受光面側封止部5Bが配線部3に接触したりしてしまうおそれがある。
裏面側封止部5Aの厚さが450μmを超えると、裏面側封止部5A、接続部材9の使用量が多くなりすぎるため部品コストが増大してしまう。
The thickness of the back
If the thickness of the back surface
If the thickness of the back surface
受光面側封止部5Bは、裏面側封止部5Aおよび太陽電池セル6の受光面6b上に密着して積層されるとともに透光性基板7に密着されており、光透過性を有する材料からなる。
受光面側封止部5Bの材質としては、光透過性を有する適宜の樹脂材料を採用することができる。特に、従来、太陽電池セルを封止するために用いられている周知の封止材はすべて採用することができる。
受光面側封止部5Bに好適な樹脂材料の例としては、従来、太陽電池セルの封止材として用いられることが多いEVAを挙げることができる。
またEVA以外の例としては、例えば、EMAA、EAA、アイオノマー、例えばポリプロピレンなどを含むオレフィン系樹脂、PVB、シリコーン樹脂等を挙げることができる。
The light-receiving surface-
As a material of the light receiving surface
As an example of a resin material suitable for the light receiving surface
Examples of other than EVA include EMAA, EAA, ionomers such as olefin resins including polypropylene, PVB, silicone resins, and the like.
本実施形態では、配線部3等の充電部に接触するのは裏面側封止部5Aであり、受光面側封止部5Bは配線部3等の充電部には接触しない。
このため、受光面側封止部5Bに酢酸が発生するEVAを用いても、裏面側封止部5Aとして酢酸などが発生しない材料を用いることで、配線の腐食による劣化を確実に防止することができる。このような構成によれば、太陽電池モジュール50の耐久性が向上することができる。
また、受光面側封止部5Bは、裏面側封止部5Aのような電気絶縁性は必ずしも必要でないため、裏面側封止部5Aに比べて電気抵抗率が小さい材料を採用することが可能である。
したがって、裏面側封止部5Aに比べて使用量が多い受光面側封止部5Bの材料には、裏面側封止部5Aに比べて安価な材料を採用すること可能であるため、封止部5全体としての部品コストを低減することができる。
In the present embodiment, the back surface
For this reason, even if EVA that generates acetic acid is used for the light-receiving surface
Further, the light receiving surface
Therefore, since the light receiving surface
受光面側封止部5Bに用いる樹脂材料は、必要な光透過性が得られれば、裏面側封止部5Aに用いる樹脂材料と同じであってもよい。この場合、配線部3が透光性基板7側から見えてもよい場合には、裏面側封止部5Aに顔料等を添加しない構成も可能である。
The resin material used for the light-receiving surface
受光面側封止部5Bの厚さとしては、100μm以上1000μm以下が好ましい。
受光面側封止部5Bの厚さが100μm未満であると、強度が不十分になるため、例えば、外力が加わった場合に、太陽電池セル6が割れたりするおそれがある。
受光面側封止部5Bの厚さが1000μmを超えると、受光面側封止部5Bの使用量が多くなりすぎるため部品コストが増大してしまう。
The thickness of the light receiving surface
If the thickness of the light-receiving surface
If the thickness of the light-receiving surface
透光性基板7は、外部からの入射光を太陽電池セル6の受光面6bに導くため、光透過性を有する材料で構成された板状部材であり、受光面6bおよび配線シート4を覆う範囲に配置され、受光面側封止部5Bに密着して設けられている。
また、透光性基板7は、太陽電池モジュール50において、保護層1と反対側の外表面を形成する部材になっている。
透光性基板7の材質としては、光透過性を有し、太陽電池モジュール50に必要な耐候性を有する材料であれば、特に限定されない。透光性基板7として好適な材料としては、ガラス、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂などを挙げることができる。
The
The
The material of the
保護層1は、太陽電池モジュール50の厚さ方向において透光性基板7と単体側の外表面を構成して、太陽電池モジュール50との内部に、例えば、水分や酸素等が侵入することを抑制するためのシート状部材である。保護層1は、配線シート4の裏面2aに密着して接合されている。
保護層1の好適な材質としては、水分や酸素に対する遮断性に優れた適宜の樹脂材料、樹脂フィルムの表面にアルミナや酸化ケイ素等が蒸着された蒸着フィルム、アルミニウム箔と適宜の樹脂との複合積層フィルム等を挙げることができる。
保護層1に用いる樹脂材料の構成の例としては、例えば、フッ素樹脂、PET樹脂、フッ素樹脂をこの順に積層された積層フィルムや、耐加水分解PET樹脂、PET樹脂、シート基材2との接着力を向上するためのアンカーコート層がこの順に積層された積層フィルム等を挙げることができる。
保護層1は、配線シート4と別体で形成された後、配線シート4の裏面2aと接合されてもよいし、配線シート4と一体に成形された構成としてもよい。
また、配線シート4によって、必要な遮断性が得られる場合には、保護層1は省略することも可能である。
The
Suitable materials for the
Examples of the configuration of the resin material used for the
The
Further, the
次に、このような構成の太陽電池モジュール50の製造方法の一例について説明する。
図2(a)、(b)は、本発明の実施形態の太陽電池モジュールに用いる配線シートの製造工程を説明する工程説明図である。図3は、本発明の実施形態の太陽電池モジュールの製造工程を説明する工程説明図である。図4は、図3に続く本発明の実施形態の太陽電池モジュールの製造工程を説明する工程説明図である。
Next, an example of a method for manufacturing the
2 (a) and 2 (b) are process explanatory views illustrating a manufacturing process of a wiring sheet used for the solar cell module according to the embodiment of the present invention. Drawing 3 is a process explanatory view explaining the manufacturing process of the solar cell module of the embodiment of the present invention. FIG. 4 is a process explanatory view illustrating the manufacturing process of the solar cell module according to the embodiment of the present invention subsequent to FIG. 3.
太陽電池モジュール50を製造するには、図2(a)に示すように、保護層1、シート基材2、配線用導電シート30をこの順に積層させる。このとき、層間には図示略の接着剤を配する。ここで、配線用導電シート30は、配線部3と同材質からなるシート部材である。
次に、この積層体を、例えば、ドライラミネート法などによって貼り合わせる。
In order to manufacture the
Next, this laminate is bonded by, for example, a dry laminating method.
次に、図2(b)に示すように、貼り合わされた積層体における配線用導電シート30をパターニングして配線部3を形成する。
パターニング方法としては、例えば、配線用導電シート30が、銅箔などの金属箔シーとの場合、エッチング法を採用することができる。すなわち、配線用導電シート30上にレジストを塗布した後、配線部3の配線パターンに対応するようにレジストをパターニングし、薬液エッチングにより、レジストに被覆されていない配線用導電シート30を除去して、配線部3を形成する。その後、配線部3上のレジストを除去する。
このようにして、保護層1と配線シート4との積層体が形成される。
なお、このような積層体は、配線シート4を形成した後に、シート基材2の裏面2aに保護層1を接合して形成してもよい。
Next, as shown in FIG. 2B, the
As a patterning method, for example, when the
In this way, a laminate of the
In addition, after forming the
次に、図3に示すように、保護層1と配線シート4との積層体上に、裏面側封止シート35Aを重ねて配置する。
裏面側封止シート35Aは、裏面側封止部5Aを形成するため、裏面側封止部5Aと同じ材質で形成されたシート部材である。裏面側封止シート35Aには、太陽電池セル6の接続電極6aの配置位置に対応して、厚さ方向に貫通された貫通孔5aが形成されている。貫通孔5aは、接続電極6aが収容可能な形状であって、接続電極6aが接続される位置の配線部3からはみ出すことなく重なることができる程度の大きさを有している。
このため、各貫通孔5aは、配線部3によって下方が塞がれた凹状部を形成している。
Next, as shown in FIG. 3, the back-side sealing sheet 35 </ b> A is placed on the laminated body of the
The back
For this reason, each through
次に、貫通孔5a内の配線部3上に、接続部材9を配置する。例えば、接続部材9が半田ペーストや銀ペーストの場合には、貫通孔5a内に、必要量を塗布することにより配置する。
次に、このように裏面側封止シート35Aが配置された積層体上に、太陽電池セル6を載置する。このとき、各太陽電池セル6は、それぞれの接続電極6aが貫通孔5a内に挿入された状態に配置する。
次に、裏面側封止シート35Aとの間に太陽電池セル6を挟むようにして受光面側封止シート35Bを載置し、さらに受光面側封止シート35B上に透光性基板7を載置する(図4参照)。
ここで、受光面側封止シート35Bは、受光面側封止部5Bを形成するため、受光面側封止部5Bと同じ材質で形成されたシート部材である。
このようにして保護層1、配線シート4、裏面側封止シート35A、太陽電池セル6、受光面側封止シート35B、および透光性基板7がこの順に積層された積層体50Aが形成される。
Next, the
Next, the
Next, the light receiving surface
Here, the light receiving surface
Thus, the
次に、ラミネーターを用いて、積層体50Aを加熱しつつ積層方向に加圧してラミネートを行う。
このときの加熱温度は、裏面側封止シート35A、受光面側封止シート35Bが軟化して変形し、それぞれが隣接する部材の表面と密着して接着可能な温度であって、かつ接続部材9が配線部3および接続電極6aに接合可能な温度とする。
このような加熱温度は、裏面側封止シート35A、受光面側封止シート35B、接続部材9の材質にもよるが、例えば、125℃〜160℃程度の温度で可能である。
したがって、印刷後に熱架橋するため120℃〜160℃程度の加熱温度が必要となるソルダーレジストの絶縁層を含む構成と比べると、ラミネート時以外の加熱を行う必要がないため、熱負荷が少なくて済む。このため、太陽電池モジュールを構成する素材(材料)の熱劣化が進んだり、熱収縮による寸法安定性が悪くなったりする不具合を防止しやすい。
Next, using a laminator, lamination is performed by pressing the
The heating temperature at this time is a temperature at which the back surface
Such a heating temperature is possible at a temperature of about 125 ° C. to 160 ° C., for example, although it depends on the material of the back surface
Therefore, compared to the configuration including a solder resist insulating layer that requires a heating temperature of about 120 ° C. to 160 ° C. for thermal crosslinking after printing, it is not necessary to perform heating other than at the time of lamination, so the heat load is small. That's it. For this reason, it is easy to prevent the malfunction that the raw material (material) which comprises a solar cell module progresses, or the dimensional stability by heat contraction worsens.
このような加熱、押圧により、各接続部材9は、裏面側封止シート35Aの貫通孔5aの内部で、配線部3および接続電極6aに挟まれた状態で積層方向に押圧されて、配線部3および接続電極6aに密着する。このため、裏面側封止シート35Aは、軟化した接続電極6aが移動して、配線部3以外の部位に付着することを防止する機能を果たしている。
また、裏面側封止シート35Aおよび受光面側封止シート35Bは、それぞれ流動可能な状態に軟化して、それぞれが隣接する部材の表面と密着する。これにより、裏面側封止シート35Aおよび受光面側封止シート35Bは、配線シート4と太陽電池セル6との間、太陽電池セル6と透光性基板7との間、各配線部3の間、各接続電極6aの間に充填された状態となり、それぞれ裏面側封止部5A、受光面側封止部5Bを形成する。
このようにして、加熱が終了すると、積層体50Aの各層間が接着された状態で固化し、図1に示すような太陽電池モジュール50が形成される。
By such heating and pressing, each
Further, the back surface
Thus, when heating is complete | finished, it solidifies in the state which each layer of 50 A of laminated bodies adhered, and the
本実施形態の太陽電池モジュール50によれば、封止部5の一部を構成する裏面側封止部5Aによって、配線部3、接続電極6a、および接続部材9の外面が遮蔽されているため、離間して配置された他の充電部から確実に電気絶縁されている。また、接続部材9が配線部3および接続電極6aを導通させる際、裏面側封止部5Aの貫通孔5aの範囲に接続部材9をとどめて、接続部材9の移動を抑制することができる。
このため、例えば、太陽電池モジュール50を封止する封止材とは別に、ソルダーレジストからなる絶縁層を設けて配線部3の電気絶縁や、半田が不要な部位に付着するのを防止する構成に比べて、簡素な構成とすることができる。
また、ソルダーレジストは熱硬化性であるため、ラミネートにより太陽電池セル6を封止する工程を行う前に硬化させる工程を設ける必要があるが、本実施形態の裏面側封止部5Aは熱可塑性樹脂を主成分とするため、受光面側封止部5Bとともにラミネートにより太陽電池セル6を封止し、接続部材9による電気接続を行う際に同時に成形することができる。
以上の結果、部品数や工程数を低減することができるため低コスト化を図ることができる。
また、裏面側封止部5Aに適宜の顔料が添加された構成とすれば、配線部3を隠蔽することが可能となる。この結果、透光性基板7側の外部から見たときに配線部3が見えず太陽電池セル6の間の隙間が着色された裏面側封止部5Aによって均一に覆われるため、太陽電池モジュール50の外観を向上することができる。
すなわち、裏面側封止部5Aに添加する顔料は自由に選択することができるため、種々の外観色を有する太陽電池モジュール50が容易に得られる。特に、白色などの反射率が高くなる色の顔料を用いると、反射光によって発電に用いられる光量が増えるため、発電効率を向上することができる。
According to the
For this reason, for example, an insulating layer made of a solder resist is provided separately from the sealing material for sealing the
Further, since the solder resist is thermosetting, it is necessary to provide a step of curing before performing the step of sealing the
As a result, the number of parts and the number of processes can be reduced, so that the cost can be reduced.
Moreover, if it is set as the structure by which the appropriate pigment was added to 5 A of back surface side sealing parts, it will become possible to conceal the
That is, since the pigment added to the back surface
また、裏面側封止部5Aの形成方法は、従来の封止材を形成するのと同様のラミネート法を採用することができるため、ソルダーレジストの絶縁層を用いる場合のように、熱架橋するための加熱工程が不要となるため、製造工程における熱負荷を低減でき、材料の劣化を抑制することができる。このため、太陽電池モジュール50の耐久性を向上することができる。
Further, the back
[第1変形例]
次に本実施形態の第1変形例の太陽電池モジュールについて説明する。
図5は、本発明の実施形態の第1変形例の太陽電池モジュールの概略構成を示す模式的な断面図である。
[First Modification]
Next, the solar cell module of the 1st modification of this embodiment is demonstrated.
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing a schematic configuration of a solar cell module according to a first modification of the embodiment of the present invention.
図5に示すように、本変形例の太陽電池モジュール60は、上記実施形態の太陽電池モジュール50のシート基材2と保護層1との間に、封止材8を備える。
以下、上記実施形態と異なる点を中心に説明する。
As shown in FIG. 5, the
Hereinafter, a description will be given focusing on differences from the above embodiment.
封止材8は、例えば、配線部3と電気的に接続する図示略の配線をシート基材2に貫通するように設ける場合に、このような配線用の貫通孔や配線を封止するための部材である。
封止材8の材質としては、EMAA、アイオノマー、シリコーン樹脂、ポリエチレン樹脂(PE)、ポリプロピレン樹脂(PP)などを採用することができ、必要に応じて架橋剤やシランカップリング剤などの添加物を添加してもよい。
The sealing
As the material of the sealing
本変形例の太陽電池モジュール60によれば、上記実施形態の太陽電池モジュール50と同様に、封止部5の一部を構成する裏面側封止部5Aによって、配線部3を覆って電気絶縁を行うため、構成が簡素となり製造工数を低減することができる。
また、封止材8を備えることにより、配線シート4の両面に配線が形成される場合であっても、耐久性を向上することができる。
According to the
In addition, by providing the sealing
なお、上記実施形態、第1変形例に説明したすべての構成要素は、本発明の技術的思想の範囲で適宜組み合わせたり、削除したりして実施することができる。 It should be noted that all the components described in the embodiment and the first modification can be implemented by being appropriately combined or deleted within the scope of the technical idea of the present invention.
次に、上記実施形態の具体的な実施例1〜3について説明する。 Next, specific examples 1 to 3 of the above embodiment will be described.
[実施例1]
本実施例は、厚さ25μmのフッ素樹脂であるポリフッ化ビニル(PVF)樹脂フィルムのPV2111(商品名;デュポン(株)製)からなる保護層1と、厚さ250μmのPET樹脂フィルムであるルミラー(登録商標)S10(商品名;東レ(株)製)からなるシート基材2と、厚さ35μmの電解銅箔からなる配線用導電シート30とを、2液硬化型ウレタン系接着剤であるA511/A5035(商品名;三井化学(株)製)を用いてドライラミネート法で貼合せた。このとき、接着剤厚みは、5g/m2(dry)とした。
そして、エッチング法により電解銅箔からなる配線用導電シート30のパターンニングを行って、配線部3を形成し、これにより図2(b)に示すような配線付バックシートを形成した。
裏面側封止シート35Aは、押出しラミネート加工によりEMAA樹脂であるニュクレル(登録商標)NC0809(商品名;三井デュポンポリケミカル(株)製)に、カーボンブラックを2重量%だけ添加し、Tダイ法により厚さ200μmのシート部材を製造した。
そして、配線付バックシートの配線部3上に、厚さ200μmの裏面側封止シート35A、太陽電池セル6、厚さ400μmの透明グレードのEVA樹脂フィルムEF1001(商品名;凸版印刷(株)製)からなる受光面側封止シート35B、厚さ4mmのガラスからなる透光性基板7をこの順に積層配置して、積層体50Aを形成した。
このとき、裏面側封止シート35Aの貫通孔5a内には、銀ペーストからなる接続部材9を塗布した。
次に、積層体50Aを、モジュールラミネーターによりモジュールラミネートを行った。モジュールラミネートの条件は、積層体50Aを温度130℃の真空状態に5分間放置し、続いて積層体50Aを温度130℃で3分間積層方向に加圧し、その後、温度150℃で30分間加熱するという条件に設定した。
真空状態および加圧状態では、積層体50Aから気泡が追い出されて除去され、受光面側封止シート35Bが軟化して、隣接する部材の表面に密着し裏面側封止部5A、受光面側封止部5Bが形成された。さらに150℃の加熱により、封止材の架橋が進行し、積層体50Aを構成する各部材が接着された。
このようにして、実施例1の太陽電池モジュール50を製造した。
[Example 1]
In this example, a
Then, the wiring
The back
Then, on the
At this time, the connecting
Next, the
In a vacuum state and a pressurized state, bubbles are expelled and removed from the
Thus, the
[実施例2]
本実施例は、上記実施例1の太陽電池モジュール50と、裏面側封止部5Aの材質のみが異なる。以下、上記実施例1と異なる点を中心に説明する。
本実施例の裏面側封止部5Aは、押出しラミネート加工によりEMAA樹脂であるニュクレル(登録商標)NC0809(商品名;三井デュポンポリケミカル(株)製)に、酸化チタンを5重量%だけ添加し、Tダイ法により厚さ200μmにシート化した裏面側封止シート35Aを用いて形成した。
[Example 2]
This example differs from the
The back
[実施例3]
本実施例は、上記実施例1の太陽電池モジュール50と、裏面側封止部5Aの材質のみが異なる。以下、上記実施例1と異なる点を中心に説明する。
本実施例の裏面側封止部5Aは、受光面側封止部5Bと同じ材質からなる。すなわち、厚さ200μmの透明グレードのEVA樹脂フィルムEF1001(商品名;凸版印刷(株)製)からなる裏面側封止シート35Aを用いて形成した。
[Example 3]
This example differs from the
The back surface
[実施例4]
本実施例は、上記実施例1の太陽電池モジュール50と、裏面側封止部5Aの材質のみが異なる。以下、上記実施例1と異なる点を中心に説明する。
本実施例の裏面側封止部5Aは、押出しラミネート加工によりEMAA樹脂であるニュクレル(登録商標)NC0809(商品名;三井デュポンポリケミカル(株)製)に、平均粒径50μmの球状アクリルフィラーを3重量%だけ添加し、Tダイ法により厚さ150μmにシート化した裏面側封止シート35Aを用いて形成した。
[Example 4]
This example differs from the
The back surface
[評価]
電気絶縁性については、実施例1、2は、裏面側封止部5Aの電気抵抗率が1017Ωcmであり、ソルダーレジストの電気抵抗率1013Ωcmとなどに比べると格段に大きいため、電気絶縁性がきわめて良好であった。また、実施例3の裏面側封止部5Aの電気導電率が1014Ωcmであり、実施例1、2に比べると小さいがソルダーレジストよりは大きいため、電気絶縁性が良好であった。
[Evaluation]
Regarding the electrical insulation, in Examples 1 and 2, the electrical resistivity of the back surface
配線部3の隠蔽性については、実施例1、2では、それぞれ黒色、白色の顔料を添加しているため、裏面側封止部5Aによって隠蔽されていた。
また、透光性基板7から見たときに、色ムラも見られなかった。これは、モジュールラミネート温度150℃における裏面側封止部5Aの粘度が、受光面側封止部5Bの粘度に比べて大きくなっているためと考えられる。すなわち、このような粘度の差によって、裏面側封止部5Aと受光面側封止部5Bとが界面で混ざりにくく、顔料の拡散が起こりにくいためである。
実施例3、4については、裏面側封止部5A、受光面側封止部5Bに顔料が添加されていないため、透光性基板7から配線部3が見えるが、配線部3の隠蔽性が重要でない用途に使用可能である。
About the concealing property of the
Further, when viewed from the
In Examples 3 and 4, since the pigment is not added to the back surface
太陽電池モジュール50の接着性については、いずれも裏面側封止部5Aにおける顔料、フィラーの添加量が適切であるため、良好であった。
また、太陽電池モジュール50の耐久性については、実施例1、2では、受光面側封止部5BにEVA樹脂を用いたが、裏面側封止部5AにはEMAA樹脂を用いているため、腐食性生成物の発生による耐久性の低下は生じない。
実施例1、2では、使用量の多い受光面側封止部5Bに安価なEVA樹脂を用いているため、受光面側封止部5BにもEMAA樹脂等のより電気抵抗率が大きい高機能な樹脂材料を用いる場合に比べて、低コストで製造することができる。
また実施例4では、裏面側封止部5Aにフィラーを添加することで、ラミネート時に裏面側封止部5Aが部分的に薄膜化することを抑制でき、裏面側封止部5Aをより薄くできることから、低コストで製造することができる。
The adhesiveness of the
Further, regarding the durability of the
In Examples 1 and 2, since a cheap EVA resin is used for the light receiving surface
Moreover, in Example 4, by adding a filler to the back surface
1 保護層
2 シート基材
2b 配線面
3 配線部(配線パターン)
4 配線シート
5 封止部
5a 貫通孔
5A 裏面側封止部
5B 受光面側封止部
6 太陽電池セル
6a 接続電極
6b 受光面
6c 裏面
7 透光性基板
8 封止材
9 接続部材
50、60 太陽電池モジュール
50A 積層体
DESCRIPTION OF
4
Claims (6)
発電するための光を受光する受光面と、該受光面と反対側の表面に形成された配線用の接続電極とを有し、該接続電極が導電性を有する接続部材を介して、前記配線シートの前記配線パターン上に接続された太陽電池セルと、
前記太陽電池セルの前記受光面および前記配線シートを覆う範囲に配置された、光透過性を有する透光性基板と、
少なくとも前記配線シートの前記配線パターンが形成された表面から前記太陽電池セルの前記接続電極が形成された表面までの間の層状の空間に充填された電気絶縁性を有する裏面側封止部と、
前記裏面側封止部および前記太陽電池セルの前記受光面上に密着して積層されるとともに前記透光性基板に密着された光透過性を有する受光面側封止部とを備え、
前記裏面側封止部と前記受光面側封止部とによって、前記配線シートと前記透光性基板との間で前記太陽電池セルが封止されている太陽電池モジュール。 A wiring sheet having a wiring pattern formed on the surface;
The wiring has a light receiving surface that receives light for power generation and a connection electrode for wiring formed on a surface opposite to the light receiving surface, and the connection electrode is connected to the wiring via a conductive connection member. Solar cells connected on the wiring pattern of the sheet;
A light transmissive substrate disposed in a range covering the light receiving surface of the solar battery cell and the wiring sheet; and
A back side sealing portion having electrical insulation filled in a layered space between at least the surface of the wiring sheet on which the wiring pattern is formed and the surface on which the connection electrode of the solar battery cell is formed;
A light-receiving surface-side sealing portion that has a light-transmitting property and is adhered to and laminated on the light-receiving surface of the solar cell and the back-surface-side sealing portion;
The solar cell module in which the solar cell is sealed between the wiring sheet and the light-transmitting substrate by the back surface side sealing portion and the light receiving surface side sealing portion.
ことを特徴とする請求項1に記載の太陽電池モジュール。 2. The solar cell module according to claim 1, wherein the back surface side sealing portion has a higher electrical resistivity than the light receiving surface side sealing portion.
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の太陽電池モジュール。 The solar cell module according to claim 1, wherein a filler is added to the back side sealing portion.
ことを特徴とする請求項3に記載の太陽電池モジュール。 4. The solar cell module according to claim 3, wherein the filler has an average particle size of 5 μm to 150 μm.
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の太陽電池モジュール。 The said back surface side sealing part was formed with the material containing 1 or more resin selected from olefin resin, polyvinyl butyral resin, and silicone resin, The any one of Claims 1-4 characterized by the above-mentioned. The solar cell module according to item.
ことを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の太陽電池モジュール。 The back surface side sealing portion is formed of a material to which a pigment having a light absorbing property or a light reflecting property is added, so that the wiring pattern is not visible from the light receiving surface side. The solar cell module of any one of Claims 1-5.
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